Revert "feat(ecc): prune plugin 43→12 items, promote 7 rules to .claude/rules/ (#245)"

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name: cpp-testing
description: 仅在编写/更新/修复C++测试、配置GoogleTest/CTest、诊断失败或不稳定的测试或添加覆盖率/消毒器时使用。
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# C++ 测试(代理技能)
针对现代 C++C++17/20的代理导向测试工作流使用 GoogleTest/GoogleMock 和 CMake/CTest。
## 使用时机
* 编写新的 C++ 测试或修复现有测试
* 为 C++ 组件设计单元/集成测试覆盖
* 添加测试覆盖、CI 门控或回归保护
* 配置 CMake/CTest 工作流以实现一致的执行
* 调查测试失败或偶发性行为
* 启用用于内存/竞态诊断的消毒剂
### 不适用时机
* 在不修改测试的情况下实现新的产品功能
* 与测试覆盖或失败无关的大规模重构
* 没有测试回归需要验证的性能调优
* 非 C++ 项目或非测试任务
## 核心概念
* **TDD 循环**:红 → 绿 → 重构(先写测试,最小化修复,然后清理)。
* **隔离**:优先使用依赖注入和仿制品,而非全局状态。
* **测试布局**`tests/unit``tests/integration``tests/testdata`
* **Mock 与 Fake**Mock 用于交互Fake 用于有状态行为。
* **CTest 发现**:使用 `gtest_discover_tests()` 进行稳定的测试发现。
* **CI 信号**:先运行子集,然后使用 `--output-on-failure` 运行完整套件。
## TDD 工作流
遵循 RED → GREEN → REFACTOR 循环:
1. **RED**:编写一个捕获新行为的失败测试
2. **GREEN**:实现最小的更改以使其通过
3. **REFACTOR**:在测试保持通过的同时进行清理
```cpp
// tests/add_test.cpp
#include <gtest/gtest.h>
int Add(int a, int b); // Provided by production code.
TEST(AddTest, AddsTwoNumbers) { // RED
EXPECT_EQ(Add(2, 3), 5);
}
// src/add.cpp
int Add(int a, int b) { // GREEN
return a + b;
}
// REFACTOR: simplify/rename once tests pass
```
## 代码示例
### 基础单元测试 (gtest)
```cpp
// tests/calculator_test.cpp
#include <gtest/gtest.h>
int Add(int a, int b); // Provided by production code.
TEST(CalculatorTest, AddsTwoNumbers) {
EXPECT_EQ(Add(2, 3), 5);
}
```
### 夹具 (gtest)
```cpp
// tests/user_store_test.cpp
// Pseudocode stub: replace UserStore/User with project types.
#include <gtest/gtest.h>
#include <memory>
#include <optional>
#include <string>
struct User { std::string name; };
class UserStore {
public:
explicit UserStore(std::string /*path*/) {}
void Seed(std::initializer_list<User> /*users*/) {}
std::optional<User> Find(const std::string &/*name*/) { return User{"alice"}; }
};
class UserStoreTest : public ::testing::Test {
protected:
void SetUp() override {
store = std::make_unique<UserStore>(":memory:");
store->Seed({{"alice"}, {"bob"}});
}
std::unique_ptr<UserStore> store;
};
TEST_F(UserStoreTest, FindsExistingUser) {
auto user = store->Find("alice");
ASSERT_TRUE(user.has_value());
EXPECT_EQ(user->name, "alice");
}
```
### Mock (gmock)
```cpp
// tests/notifier_test.cpp
#include <gmock/gmock.h>
#include <gtest/gtest.h>
#include <string>
class Notifier {
public:
virtual ~Notifier() = default;
virtual void Send(const std::string &message) = 0;
};
class MockNotifier : public Notifier {
public:
MOCK_METHOD(void, Send, (const std::string &message), (override));
};
class Service {
public:
explicit Service(Notifier &notifier) : notifier_(notifier) {}
void Publish(const std::string &message) { notifier_.Send(message); }
private:
Notifier &notifier_;
};
TEST(ServiceTest, SendsNotifications) {
MockNotifier notifier;
Service service(notifier);
EXPECT_CALL(notifier, Send("hello")).Times(1);
service.Publish("hello");
}
```
### CMake/CTest 快速入门
```cmake
# CMakeLists.txt (excerpt)
cmake_minimum_required(VERSION 3.20)
project(example LANGUAGES CXX)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 20)
set(CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED ON)
include(FetchContent)
# Prefer project-locked versions. If using a tag, use a pinned version per project policy.
set(GTEST_VERSION v1.17.0) # Adjust to project policy.
FetchContent_Declare(
googletest
URL https://github.com/google/googletest/archive/refs/tags/${GTEST_VERSION}.zip
)
FetchContent_MakeAvailable(googletest)
add_executable(example_tests
tests/calculator_test.cpp
src/calculator.cpp
)
target_link_libraries(example_tests GTest::gtest GTest::gmock GTest::gtest_main)
enable_testing()
include(GoogleTest)
gtest_discover_tests(example_tests)
```
```bash
cmake -S . -B build -DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug
cmake --build build -j
ctest --test-dir build --output-on-failure
```
## 运行测试
```bash
ctest --test-dir build --output-on-failure
ctest --test-dir build -R ClampTest
ctest --test-dir build -R "UserStoreTest.*" --output-on-failure
```
```bash
./build/example_tests --gtest_filter=ClampTest.*
./build/example_tests --gtest_filter=UserStoreTest.FindsExistingUser
```
## 调试失败
1. 使用 gtest 过滤器重新运行单个失败的测试。
2. 在失败的断言周围添加作用域日志记录。
3. 启用消毒剂后重新运行。
4. 根本原因修复后,扩展到完整套件。
## 覆盖率
优先使用目标级别的设置,而非全局标志。
```cmake
option(ENABLE_COVERAGE "Enable coverage flags" OFF)
if(ENABLE_COVERAGE)
if(CMAKE_CXX_COMPILER_ID MATCHES "GNU")
target_compile_options(example_tests PRIVATE --coverage)
target_link_options(example_tests PRIVATE --coverage)
elseif(CMAKE_CXX_COMPILER_ID MATCHES "Clang")
target_compile_options(example_tests PRIVATE -fprofile-instr-generate -fcoverage-mapping)
target_link_options(example_tests PRIVATE -fprofile-instr-generate)
endif()
endif()
```
GCC + gcov + lcov
```bash
cmake -S . -B build-cov -DENABLE_COVERAGE=ON
cmake --build build-cov -j
ctest --test-dir build-cov
lcov --capture --directory build-cov --output-file coverage.info
lcov --remove coverage.info '/usr/*' --output-file coverage.info
genhtml coverage.info --output-directory coverage
```
Clang + llvm-cov
```bash
cmake -S . -B build-llvm -DENABLE_COVERAGE=ON -DCMAKE_CXX_COMPILER=clang++
cmake --build build-llvm -j
LLVM_PROFILE_FILE="build-llvm/default.profraw" ctest --test-dir build-llvm
llvm-profdata merge -sparse build-llvm/default.profraw -o build-llvm/default.profdata
llvm-cov report build-llvm/example_tests -instr-profile=build-llvm/default.profdata
```
## 消毒剂
```cmake
option(ENABLE_ASAN "Enable AddressSanitizer" OFF)
option(ENABLE_UBSAN "Enable UndefinedBehaviorSanitizer" OFF)
option(ENABLE_TSAN "Enable ThreadSanitizer" OFF)
if(ENABLE_ASAN)
add_compile_options(-fsanitize=address -fno-omit-frame-pointer)
add_link_options(-fsanitize=address)
endif()
if(ENABLE_UBSAN)
add_compile_options(-fsanitize=undefined -fno-omit-frame-pointer)
add_link_options(-fsanitize=undefined)
endif()
if(ENABLE_TSAN)
add_compile_options(-fsanitize=thread)
add_link_options(-fsanitize=thread)
endif()
```
## 偶发性测试防护
* 切勿使用 `sleep` 进行同步;使用条件变量或门闩。
* 为每个测试创建唯一的临时目录并始终清理它们。
* 避免在单元测试中依赖真实时间、网络或文件系统。
* 对随机化输入使用确定性种子。
## 最佳实践
### 应该做
* 保持测试的确定性和隔离性
* 优先使用依赖注入而非全局变量
* 对前置条件使用 `ASSERT_*`,对多个检查使用 `EXPECT_*`
* 在 CTest 标签或目录中分离单元测试与集成测试
* 在 CI 中运行消毒剂以进行内存和竞态检测
### 不应该做
* 不要在单元测试中依赖真实时间或网络
* 当可以使用条件变量时,不要使用睡眠作为同步手段
* 不要过度模拟简单的值对象
* 不要对非关键日志使用脆弱的字符串匹配
### 常见陷阱
* **使用固定的临时路径** → 为每个测试生成唯一的临时目录并清理它们。
* **依赖挂钟时间** → 注入时钟或使用模拟时间源。
* **偶发性并发测试** → 使用条件变量/门闩和有界等待。
* **隐藏的全局状态** → 在夹具中重置全局状态或移除全局变量。
* **过度模拟** → 对有状态行为优先使用 Fake仅对交互进行 Mock。
* **缺少消毒剂运行** → 在 CI 中添加 ASan/UBSan/TSan 构建。
* **仅在调试版本上计算覆盖率** → 确保覆盖率目标使用一致的标志。
## 可选附录:模糊测试 / 属性测试
仅在项目已支持 LLVM/libFuzzer 或属性测试库时使用。
* **libFuzzer**:最适合 I/O 最少的纯函数。
* **RapidCheck**:基于属性的测试,用于验证不变量。
最小的 libFuzzer 测试框架(伪代码:替换 ParseConfig
```cpp
#include <cstddef>
#include <cstdint>
#include <string>
extern "C" int LLVMFuzzerTestOneInput(const uint8_t *data, size_t size) {
std::string input(reinterpret_cast<const char *>(data), size);
// ParseConfig(input); // project function
return 0;
}
```
## GoogleTest 的替代方案
* **Catch2**:仅头文件,表达性强的匹配器
* **doctest**:轻量级,编译开销最小